一種用于控制地表變形的快速采煤方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采煤方法，尤其是一種用于控制地表變形的快速采煤方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于我國中東部、東北部煤礦礦區(qū)村莊密集、道路交錯(cuò)、湖河遍布，因此，煤礦企業(yè)在井下開采過程中，必須留設(shè)足夠的煤柱以避免地表沉陷，由此導(dǎo)致煤炭資源無法完全開采，壓煤量很大。隨著很多礦井逐步進(jìn)入衰老期，為延長礦井壽命，提高服務(wù)年限，煤礦企業(yè)不得不考慮開采壓煤。另外，山西等省區(qū)的煤礦企業(yè)，在煤礦資源整合與煤炭企業(yè)兼并重組過程中，在井下出現(xiàn)很多“三角煤”和“邊角煤”，為減少煤炭資源浪費(fèi)，這些資源也在考慮回收。
[0003]但就上述煤炭資源的回收利用而言，現(xiàn)有采煤方法均不適用，其中最重要的原因就是無法有效控制地表變形或保證開采效率。采用現(xiàn)有采煤方法無法保障井下開采安全，更無法保障地面安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種用于控制地表變形的快速采煤方法。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種用于控制地表變形的快速采煤方法，包括如下步驟:
[0007](a)在預(yù)采工作面內(nèi)掘出工作面運(yùn)輸巷和工作面回風(fēng)巷，所述工作面運(yùn)輸巷開口于礦井運(yùn)輸大巷，止于預(yù)定第一條回采支巷位置，所述工作面回風(fēng)巷開口于礦井回風(fēng)大巷，止于預(yù)定第一條所述回采支巷位置；
[0008](b)掘出第一條所述回采支巷，貫通所述工作面運(yùn)輸巷和所述工作面回風(fēng)巷；
[0009](c)在所述回采支巷內(nèi)和所述工作面運(yùn)輸巷內(nèi)布置采煤設(shè)備，轉(zhuǎn)載設(shè)備，轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備，運(yùn)輸設(shè)備和支護(hù)設(shè)備；
[0010](d)操作所述采煤設(shè)備，在所述第一條回采支巷左右兩側(cè)依次掘進(jìn)若干個(gè)采硐，相鄰兩個(gè)所述采硐間留設(shè)有煤柱，所采出的煤炭通過所述轉(zhuǎn)載設(shè)備，所述運(yùn)輸設(shè)備和所述運(yùn)輸設(shè)備，運(yùn)輸至所述礦井運(yùn)輸大巷；
[0011](e)待所述回采支巷開采完成后，按預(yù)定間距掘出下一個(gè)所述回采支巷，重復(fù)步驟(C)和(d)；
[0012](f)待上一個(gè)所述回采支巷開采完成后，繼續(xù)按預(yù)定間距掘進(jìn)下一個(gè)所述回采支巷，重復(fù)步驟(C)和⑷；
[0013](g)重復(fù)步驟(f)，直至整個(gè)預(yù)采工作面全部開采完畢。
[0014]在上述用于控制地表變形的快速采煤方法中，在完成步驟(d)的同時(shí)，按預(yù)定間距進(jìn)行下一個(gè)所述回采支巷的掘進(jìn)，并始終保持上一個(gè)所述回采支巷內(nèi)所述采硐的掘進(jìn)與下一個(gè)所述回采支巷的掘進(jìn)同時(shí)進(jìn)行。
[0015]在上述用于控制地表變形的快速采煤方法中，在完成步驟(d)的同時(shí)，按預(yù)定間距進(jìn)行下下一個(gè)所述回采支巷的掘進(jìn)，并始終保持上一個(gè)所述回采支巷內(nèi)所述采硐的掘進(jìn)與下下一個(gè)所述回采支巷的掘進(jìn)同時(shí)進(jìn)行。
[0016]在上述用于控制地表變形的快速采煤方法中，掘進(jìn)所述采硐按一左一右，然后逐漸向上推進(jìn)的順序進(jìn)行。
[0017]在上述用于控制地表變形的快速采煤方法中，所述轉(zhuǎn)載設(shè)備，所述運(yùn)輸設(shè)備和所述支護(hù)設(shè)備均布置于所述回采支巷內(nèi)，所述運(yùn)輸設(shè)備布置于所述工作面運(yùn)輸巷內(nèi)，所述采煤設(shè)備，所述轉(zhuǎn)載設(shè)備，所述運(yùn)輸設(shè)備和所述運(yùn)輸設(shè)備依次連接布置。
[0018]在上述用于控制地表變形的快速采煤方法中，所述轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備為運(yùn)煤車，所述采煤設(shè)備布置于所述回采支巷內(nèi)，所述轉(zhuǎn)載設(shè)備和所述運(yùn)輸設(shè)備布置于所述工作面運(yùn)輸巷內(nèi)，并連接，所述運(yùn)煤車將所述采煤設(shè)備采出的煤體運(yùn)送至所述轉(zhuǎn)載設(shè)備。
[0019]在上述用于孤島煤柱開采的采煤方法中，所述采煤設(shè)備可以是連采機(jī)、連掘機(jī)和綜掘機(jī)中的一種，所述轉(zhuǎn)載設(shè)備為轉(zhuǎn)載破碎機(jī)，所述連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)為帶式輸送機(jī)，所述運(yùn)煤車為梭車、無軌膠輪車和礦車中的一種，所述運(yùn)輸設(shè)備為帶式輸送機(jī)，所述支護(hù)設(shè)備為可行走液壓支架。
[0020]在上述用于控制地表變形的快速采煤方法中，所述回采支巷與與所述工作面運(yùn)輸巷所夾銳角為60° -75。，優(yōu)選65°，所述采硐與所在的所述回采支巷所夾銳角為40。-70。，優(yōu)選 45° ο
[0021]在上述用于控制地表變形的快速采煤方法中，相鄰兩個(gè)所述回采支巷的間距與其中任一所述回采支巷的長度之比0.2-0.5，優(yōu)選0.5，其中任一所述回采支巷內(nèi)的相鄰兩個(gè)所述采硐之間留設(shè)煤柱的寬度與其中任一所述采硐的寬度之比為0.2-1.0，優(yōu)選0.86。
[0022]在上述用于控制地表變形的快速采煤方法中，所述工作面運(yùn)輸巷與礦井軌道大巷連通。
[0023]本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0024]①本發(fā)明提供的用于控制地表變形的快速采煤方法，由于挖掘有工作面運(yùn)輸巷和工作面回風(fēng)巷，并與回采支巷和礦井運(yùn)輸大巷或回風(fēng)大巷連通，因此，本發(fā)明能夠保證在開采過程中的通風(fēng)安全，有效解決出煤、運(yùn)料、行人、設(shè)備檢修等工序間互相干擾的問題，提高了生產(chǎn)效率。
[0025]②本發(fā)明提供的用于控制地表變形的快速采煤方法，使用連采機(jī)(或連掘機(jī)、綜掘機(jī))作為落煤設(shè)備，以可行走液壓支架作為支護(hù)設(shè)備，施工機(jī)動(dòng)靈活，雖然搬家次數(shù)多，但搬家非常迅速，不影響生產(chǎn)，避免了大量液壓支架和大型采煤機(jī)安裝、拆除對(duì)生產(chǎn)造成的影響，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。
[0026]③本發(fā)明提供的用于控制地表變形的快速采煤方法，由于采用工作面運(yùn)輸巷和工作面回風(fēng)巷，回采支巷和采硐三級(jí)布局，并對(duì)合理相對(duì)尺寸和角度進(jìn)行了嚴(yán)格計(jì)算，因此，本發(fā)明能夠在有效保證提升煤炭資源采出率的同時(shí)，有效控制地表下沉量及有效降低礦壓顯現(xiàn)強(qiáng)度。
[0027]④本發(fā)明提供的用于控制地表變形的快速采煤方法，煤炭運(yùn)輸既可以使用連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，也可以使用非連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，與工作面運(yùn)輸巷的形式相適應(yīng)，便于煤炭運(yùn)輸，根據(jù)地表受護(hù)范圍或“邊角煤”、“三角煤”、“孤島煤”的形狀或機(jī)械設(shè)備情況或地質(zhì)構(gòu)造變化情況，工作面運(yùn)輸巷可以布置成直線形或折線形，工作面回風(fēng)巷也可以布置成直線形或折線形，因此，本發(fā)明能夠較大程度的減少煤炭資源浪費(fèi)，同時(shí)保證井下和地表安全。
[0028]⑤本發(fā)明提供的用于控制地表變形的快速采煤方法，由于根據(jù)預(yù)采工作面礦壓顯現(xiàn)特征對(duì)回采支巷及采硐挖掘時(shí)間進(jìn)行了合理性計(jì)算，采用了上一個(gè)回采支巷采硐和下下一個(gè)回采支巷同時(shí)挖掘的開采步驟，因此，本發(fā)明能夠在有效控制礦壓顯現(xiàn)強(qiáng)度并控制地表變形的情況下，有效提升開采效率。
[0029]⑥本發(fā)明提供的用于控制地表變形的快速采煤方法，由于采用了工作面運(yùn)輸巷帶式輸送機(jī)運(yùn)輸，回采支巷運(yùn)煤車運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸方式，因此，本發(fā)明進(jìn)一步提升了運(yùn)輸效率。
【附圖說明】
[0030]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0031]圖1是本發(fā)明用于控制地表變形的快速采煤方法的工作面巷道和回采支巷及采硐布置示意圖；
[0032]圖2是本發(fā)明用于控制地表變形的快速采煤方法實(shí)施例一開采設(shè)備布置示意圖；
[0033]圖3是本發(fā)明用于控制地表變形的快速采煤方法實(shí)施例二開采設(shè)備布置示意圖。
[0034]圖中附圖標(biāo)記表示為:1-工作面運(yùn)輸巷，2-工作面回風(fēng)巷，3-回采支巷，4-采硐，5-礦井運(yùn)輸大巷，6-礦井回風(fēng)大巷，7-礦井軌道大巷，8-采煤設(shè)備，9-轉(zhuǎn)載設(shè)備，10-連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，11-運(yùn)輸設(shè)備，12-支護(hù)設(shè)備，13-運(yùn)煤車。
【具體實(shí)施方式】
[0035]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0036]實(shí)施例一
[0037]所述用于控制地表變形的快速采煤方法，包括如下步驟:
[0038](a)在預(yù)采工作面內(nèi)掘出工作面運(yùn)輸巷I和工作面回風(fēng)巷2，所述工作面運(yùn)輸巷I開口于礦